Il Nimonic 90 e l'Inconel sono entrambe superleghe a base di nichel ad alte prestazioni, ampiamente utilizzate nel settore aerospaziale, nella produzione di energia e nella progettazione ad alta temperatura. Pur presentando analogie, come l'eccellente resistenza a temperature elevate e la resistenza all'ossidazione, la filosofia di progettazione della lega, i meccanismi di rafforzamento e le applicazioni tipiche sono diversi. Il Nimonic 90 è una lega indurita per precipitazione ottimizzata per una resistenza estrema alle alte temperature, mentre l'Inconel rappresenta una famiglia più ampia di leghe di nichel-cromo progettate per un equilibrio di forza, resistenza alla corrosione e flessibilità di fabbricazione.
Panoramica della famiglia di leghe
Nimonic 90 è una lega di nichel-cromo-cobalto rafforzata dalla precipitazione gamma prime attraverso l'aggiunta di alluminio e titanio. È stata sviluppata specificamente per i componenti rotanti ad alta sollecitazione e ad alta temperatura.
Inconel si riferisce a una famiglia di leghe a base di nichel-cromo, come Inconel 600, 625, 718 e 750, ciascuna ottimizzata per diverse combinazioni di resistenza alla corrosione, forza e capacità termica.
Composizione chimica a confronto
| Elemento | Nimonic 90 | Lega Inconel tipica |
|---|---|---|
| Nichel (Ni) | Bilancio | Bilancio |
| Cromo (Cr) | 18 - 21% | 15 - 23% |
| Cobalto (Co) | 15 - 21% | - |
| Alluminio (Al) | 1 - 1,8% | 0 - 1,5% |
| Titanio (Ti) | 2 - 3% | 0 - 5% |
| Molibdeno (Mo) | - | 0 - 9% |
L'elevato contenuto di cobalto, alluminio e titanio del Nimonic 90 garantisce un eccezionale indurimento per precipitazione, mentre molti gradi di Inconel si affidano al rafforzamento in soluzione solida o a meccanismi combinati.
Meccanismo di rafforzamento
Nimonic 90 è rafforzato principalmente dalla precipitazione gamma prime, che fornisce un'eccellente resistenza alla trazione, alla fatica e al creep a temperature molto elevate.
Inconel Le leghe possono utilizzare il rafforzamento in soluzione solida (come l'Inconel 625) o l'indurimento per precipitazione (come l'Inconel 718), a seconda del grado.
Proprietà Meccaniche
Nimonic 90 offre un'elevatissima resistenza alla trazione e al creep a temperature fino a circa 900°C, rendendolo adatto a componenti altamente sollecitati.
Inconel Le leghe di alluminio offrono una gamma più ampia di prestazioni meccaniche, con alcuni gradi ottimizzati per la saldabilità e la resistenza alla corrosione piuttosto che per la massima resistenza.
| Proprietà | Nimonic 90 | Inconel (gamma tipica) |
|---|---|---|
| Resistenza a temperatura ambiente | Molto alto | Da moderato a elevato |
| Resistenza alle alte temperature | Eccellente | Da buono a eccellente |
| Resistenza allo scorrimento | Eccezionale | Da moderato a elevato |
Resistenza alla corrosione e all'ossidazione
Nimonic 90 offre una buona resistenza all'ossidazione a temperature elevate, ma non è stato progettato principalmente per ambienti aggressivi di corrosione chimica.
Inconel Le leghe di molibdeno offrono generalmente una resistenza superiore alla corrosione in un'ampia gamma di ambienti chimici, in particolare i gradi contenenti molibdeno.
Capacità di temperatura
Nimonic 90 è tipicamente utilizzato a temperature di servizio continuo fino a circa 900°C in condizioni di forte stress.
Inconel Le leghe hanno limiti di temperatura di servizio che vanno da moderati a molto elevati, a seconda del grado specifico e dell'applicazione.
Fabbricazione e lavorabilità
Nimonic 90 è difficile da lavorare e da modellare a causa delle sue caratteristiche di elevata resistenza e di incrudimento. Spesso sono necessari processi di produzione di precisione.
Inconel Le leghe di Inconel offrono in genere una migliore flessibilità di fabbricazione, in particolare gradi come l'Inconel 625 e 600.
Applicazioni tipiche
Nimonic 90 Applicazioni:
Pale di turbina, dischi di turbina, valvole di scarico, elementi di fissaggio aerospaziali e componenti rotanti ad alta temperatura.
Applicazioni dell'Inconel:
Scambiatori di calore, strutture aerospaziali, apparecchiature per il trattamento chimico, componenti per petrolio e gas, elementi di fissaggio e tubazioni per alte temperature.
Confronto dei costi
Nimonic 90 è generalmente più costoso a causa del contenuto di cobalto e dei complessi requisiti di trattamento termico.
Inconel I prezzi variano a seconda del tipo, con alcuni tipi resistenti alla corrosione che offrono una soluzione più economica.
Come scegliere tra Nimonic 90 e Inconel
Scegliere Nimonic 90 se: l'applicazione richiede la massima forza, resistenza alla fatica e prestazioni di scorrimento a temperature estreme.
Scegliere Inconel se: è necessario un equilibrio tra resistenza alla corrosione, saldabilità ed efficienza dei costi.
Domande correlate
Il Nimonic 90 è più resistente dell'Inconel?
Sì, il Nimonic 90 offre generalmente una maggiore resistenza a temperature elevate rispetto alla maggior parte dei gradi Inconel.
Qual è il migliore per la resistenza alla corrosione, il Nimonic 90 o l'Inconel?
Le leghe di Inconel offrono in genere una migliore resistenza alla corrosione in ambienti chimici.
L'Inconel può sostituire il Nimonic 90 nelle applicazioni per turbine?
Si possono prendere in considerazione solo alcuni tipi di Inconel ad alta resistenza, ma il Nimonic 90 rimane preferito per le sollecitazioni estreme ad alta temperatura.
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